Что отличает вакцины против covid-19 на основе информационной рнк (ирнк)?

Очистка и обнаружение РНК

РНК можно очистить очисткой РНК , например Б. путем экстракции РНК отделяются от других биомолекул . Количество и чистота выделенной РНК определяется фотометрическим измерением при длине волны 260 и 280 нм. Дополнительную информацию о качестве РНК получают с помощью электрофореза в агарозном геле с последующим окрашиванием красителями, такими как SYBR Green II , метиленовый синий , Пятна-все или серебристой окраской . Качественное определение РНК (независимо от того, присутствует ли определенная РНК) в основном выполняется с помощью ОТ-ПЦР , иногда с последующим секвенированием ДНК или с помощью Нозерн-блоттинга . Количественное определение (сколько присутствует определенная РНК) обычно выполняется с помощью qRT-PCR ; в случае очищенных образцов только с одной последовательностью РНК концентрацию также можно определить фотометрическим методом . РНК можно растянуть и выровнять посредством молекулярного комбинирования . Используя гибридизацию in situ , специфические РНК могут быть обнаружены в клетках и тканях без предварительного выделения.

Виды РНК

Мрнк (мРНК, синоним — информационная РНК, иРНК)

— РНК, отвечает за перенос информации о первичной структуре белков от ДНК к местам синтеза белков. мРНК синтезируется на основе ДНК в ходе транскрипции, после чего, в свою очередь, используется при трансляции как матрица для синтеза белков. Тем самым мРНК играет важную роль в «проявлении» (экспрессии) генов.

Длина типичной зрелой мРНК составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов. Длинные мРНК отмечены у (+) оц РНК-содержащих вирусов, например пикорнавирусов, однако следует помнить, что в этих вирусов мРНК образует весь их геном.

ДНК нередко сравнивают с чертежами для изготовления белков. Развивая эту инженерно-производственную аналогию, можно сказать, что, если ДНК — это полный набор чертежей для изготовления белков, находящийся на хранении в сейфе директора завода, то мРНК — временная рабочая копия чертежа, который выдается в сборочный цех.

Однако подавляющее большинство РНК не кодируют белок. Эти некодирующие РНК могут транскрибировать с отдельных генов (например, рибосомные РНК) или быть производными интронов. Классические, хорошо изучены типы некодирующих РНК — это транспортные РНК (тРНК) и рРНК, которые участвуют в процессе трансляции. Существуют также классы РНК, ответственные за регуляцию генов, процессинг мРНК и другие роли. Кроме того, есть и молекулы некодирующих РНК, способные катализировать химические реакции, такие, как разрезание и лигирование молекул РНК. По аналогии с белками, способными катализировать химические реакции — энзимами (ферментами), каталитические молекулы РНК называются рибозимом.

Транспортные РНК (тРНК)

— Малые, состоящие из примерно 80 нуклеотидов, молекулы с консервативной третичной структурой. Они переносят специфические аминокислоты к месту синтеза пептидной связи в рибосоме. Каждая тРНК содержит участок для присоединения аминокислоты и антикодон для узнавания и присоединения к кодона мРНК. Антикодон образует водородные связи с кодоном, что помещает тРНК в положение, способствует образованию пептидной связи между последней аминокислотой образованного пептида и аминокислотой, присоединенной к тРНК.

Рибосомальные РНК (рРНК)

— Каталитическая составляющая рибосом. Эукариотические рибосомы содержат четыре типа молекул рРНК: 18S, 5.8S, 28S и 5S. Три из четырех типов рРНК синтезируются в полисом. В цитоплазме рибосомальные РНК соединяются с рибосомальной белками и формируют нуклеопротеин, называемый рибосомой. Рибосомы присоединяется к мРНК и синтезирует белок. рРНК составляет до 80% РНК, оказывается в цитоплазме эукариотической клетки.

Необычный тип РНК, который действует в качестве тРНК и мРНК (тмРНК) обнаружен во многих бактериях и пластидах. При остановке рибосомы на дефектных мРНК без стоп-кодонов тмРНК присоединяет с пептид, направляет белок на деградацию.

МикроРНК

(21-22 нуклеотида в длину) найдены у эукариот и воздействуют через механизм РНК-интерференции. При этом комплекс микроРНК и ферментов может приводить к метилирования нуклеотидов в ДНК промотора гена, служит сигналом для уменьшения активности гена. При использовании другого типа регуляции мРНК, комплементарная микроРНК, деградирует. Однако есть и миРНК, которые увеличивают, а не уменьшают экспрессию генов.

Малые интерферирующие РНК (миРНК, 20-25 нуклеотидов) часто образуются в результате расщепления вирусных РНК, но существуют и эндогенные клеточные миРНК. Малые интерферирующие РНК также действуют через РНК-интерференцию по сходным с микро-РНК механизмам.

Информационная РНК (иРНК)

Почти все РНК синтезируются на ДНК в процессе транскрипции. Однако часто транскрипция упоминается как синтез именно информационной РНК (иРНК). Связано это с тем, что последовательность нуклеотидов иРНК в последствии определит последовательность аминокислот синтезируемого в процессе трансляции белка.

Перед транскрипцией нити ДНК расплетаются, и на одной из них с помощью комплекса белков-ферментов синтезируется РНК по принципу комплементарности, так же как это происходит при репликации ДНК.

Только напротив аденина ДНК к молекуле РНК присоединяется нуклеотид, содержащий урацил, а не тимин.

На самом деле на ДНК синтезируется не готовая информационная РНК, а ее предшественник — пре-иРНК.

Предшественник содержит участки последовательности нуклеотидов, которые не кодируют белок и которые после синтеза пре-иРНК вырезаются при участии малых ядерных и ядрышковых РНК («дополнительные» типы РНК). Эти удаляющиеся участки называются интронами. Остающиеся части иРНК называются экзонами.

После удаления интронов экзоны сшиваются между собой. Процесс удаления интронов и сшивания экзонов называется сплайсингом. Усложняющей жизнь особенностью является то, что можно вырезать интроны по-разному, в результате получатся разные готовые иРНК, которые будут служить матрицами для разных белков. Таким образом, вроде бы один ген ДНК может играть роль нескольких генов.

Следует отметить, что у прокариотических организмов сплайсинга не происходит.

Обычно их иРНК сразу после синтеза на ДНК готова к трансляции. Бывает, что пока конец молекулы иРНК еще транскрибируется, на ее начале уже сидят рибосомы, синтезирующие белок.

После того как пре-иРНК созревает в информационную РНК и оказывается вне ядра, она становится матрицей для синтеза полипептида. При этом на нее «насаживаются» рибосомы (не сразу, какая-то оказывается первой, другая — второй и т. д.). Каждая синтезирует свою копию белка, т. е. на одной молекуле РНК могут синтезироваться сразу несколько одинаковых белковых молекул (понятно, что каждая будет находиться на своей стадии синтеза).

Рибосома, передвигаясь от начала иРНК к ее концу, считывает по три нуклеотида (хотя вмещает шесть, т.

е. два кодона) и присоединяет соответствующую транспортную РНК (имеющую соответствующий кодону антикодон), к которой присоединена соответствующая аминокислота. После этого с помощью активного центра рибосомы ранее синтезированная часть полипептида, соединенная с предшествующей тРНК, как-бы «пересаживается» (образуется пептидная связь) на аминокислоту, прикрепленную к только что пришедшей тРНК. Таким образом, молекула белка постепенно увеличивается.

Когда молекула информационной РНК становится не нужна, клетка ее разрушает.

СУТЬ ПЦР ТЕСТА

Полимеразная цепная реакция или ПЦР – это метод амплификации определенного фрагмента интересующего участка ДНК. Для получения истинного результата предполагается, что нуклеотидная последовательность исследуемой ДНК ИЗВЕСТНА. На основе последовательностей синтезируются короткие одноцепочечные фрагменты ДНК или праймеры на основе принципа комплементарности. Во время амплификации исследуемый участок ДНК расщепляется на две одиночные нити, и обе нити синтезируются обратно в двойные нити на основе связанных с ними праймеров. В результате из одного сегмента ДНК получаются две идентичные нити ДНК. Циклы повторяются, и количество исследуемых участков ДНК увеличивается в геометрической прогрессии. Следовательно, ПЦР может дать миллионы и миллиарды копий небольшого количества образцов ДНК за короткий период времени.

Благодаря быстродействию, простоте использования и чувствительности этот метод получил широкое распространение в различных областях, в том числе при обнаружении инфекционных заболеваний. В случае РНК-вирусов, таких как коронавирус, к методу добавляется дополнительный этап синтеза – обратная транскриптаза, где, согласно принципу комплементарности, вирусная РНК сначала получается из ДНК, которая затем амплифицируется с помощью ПЦР. Результат часто отслеживается в режиме реального времени, и это изменение в ПЦР-анализе называется rRT-PCR (полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией в реальном времени или (real time Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction).

Однако ни один метод не является безупречным и требует дополнительной проверки и калибровки. Праймеры для ПЦР специфичны для участков, и можно утверждать, что праймеры, разработанные для участка X, не могут размножать участок Y. Затем, при разработке каждого конкретного протокола ПЦР, существует несколько химико-физических и других параметров, которые определяют результат анализа. Случайные мутации во время тестирования, возможность перекрестного заражения , человеческого фактора и т. д. также играют важную роль.

Типы РНК

Обзор

Структура рибозима в форме головки молотка, рибозима , который разрезает РНК

Информационная РНК (мРНК) — это РНК, передающая информацию от ДНК к рибосоме , участкам синтеза ( трансляции ) белка в клетке. МРНК — это копия ДНК. Кодирующая последовательность мРНК определяет аминокислотную последовательность продуцируемого белка . Однако многие РНК не кодируют белок (около 97% транскрипционного продукта у эукариот не кодирует белок).

Эти так называемые некодирующие РНК («нкРНК») могут кодироваться своими собственными генами (генами РНК), но также могут происходить из интронов мРНК . Наиболее яркими примерами некодирующих РНК являются транспортная РНК (тРНК) и рибосомная РНК (рРНК), обе из которых участвуют в процессе трансляции. Есть также некодирующие РНК, участвующие в регуляции генов, процессинге РНК и другие роли. Некоторые РНК способны катализировать химические реакции, такие как разрезание и лигирование других молекул РНК, а также катализ образования пептидной связи в рибосоме ; они известны как рибозимы .

В длину

По длине цепи РНК РНК включает малую РНК и длинную РНК. Обычно малые РНК имеют длину менее 200  нуклеотидов , а длинные РНК — более 200  нуклеотидов . Длинные РНК, также называемые большими РНК, в основном включают длинные некодирующие РНК (днРНК) и мРНК . Малые РНК в основном включают 5.8S рибосомную РНК (рРНК), 5S рРНК , транспортную РНК (тРНК), микроРНК (miRNA), малую интерферирующую РНК (миРНК), малую ядрышковую РНК (мяРНК), Piwi-взаимодействующую РНК (piRNA), тРНК- производная малая РНК (цРНК) и малая РНК-производная (мрРНК). Есть определенные исключения, как в случае 5S рРНК представителей рода Halococcus ( Archaea ), которые имеют вставку, увеличивающую ее размер.

В переводе

Информационная РНК (мРНК) несет информацию о последовательности белка к рибосомам , фабрикам синтеза белка в клетке. Он закодирован так, что каждые три нуклеотида ( кодон ) соответствуют одной аминокислоте. В эукариотических клетках, как только мРНК-предшественник (пре-мРНК) транскрибируется с ДНК, она процессируется до зрелой мРНК. Это удаляет его интроны — некодирующие участки пре-мРНК. Затем мРНК экспортируется из ядра в цитоплазму , где она связывается с рибосомами и транслируется в соответствующую белковую форму с помощью тРНК . В прокариотических клетках, которые не имеют компартментов ядра и цитоплазмы, мРНК может связываться с рибосомами, пока она транскрибируется с ДНК. Через некоторое время сообщение распадается на составляющие его нуклеотиды с помощью рибонуклеаз .

РНК- переносчик (тРНК) представляет собой небольшую цепь РНК из примерно 80 нуклеотидов, которая переносит конкретную аминокислоту в растущую полипептидную цепь в рибосомном сайте синтеза белка во время трансляции. Он имеет сайты для присоединения аминокислот и антикодоновую область для распознавания кодонов, которая связывается с определенной последовательностью в цепи информационной РНК посредством водородных связей.

Рибосомная РНК (рРНК) является каталитическим компонентом рибосом. РРНК является компонентом рибосомы, в которой осуществляется трансляция. Рибосомы эукариот содержат четыре различных молекулы рРНК: 18S, 5,8S, 28S и 5S рРНК. Три молекулы рРНК синтезируются в ядрышке , а одна синтезируется в другом месте. В цитоплазме рибосомная РНК и белок объединяются, образуя нуклеопротеин, называемый рибосомой. Рибосома связывает мРНК и осуществляет синтез белка. Несколько рибосом могут быть присоединены к одной мРНК в любое время. Почти вся РНК, обнаруженная в типичной эукариотической клетке, является рРНК.

РНК-мессенджер (тмРНК) обнаружена во многих бактериях и пластидах . Он маркирует белки, кодируемые мРНК, у которых отсутствуют стоп-кодоны для деградации, и предотвращает остановку рибосомы.

Функции РНК

В основе функций рибонуклеиновой кислоты лежат три различных вида РНК.

Информационная передает генетическую информацию от ДНК в цитоплазму ядра. Ее еще называют матричной. Это незамкнутая цепь, синтезирующаяся в ядре при помощи фермента РНК-полимеразы. Несмотря на то что в молекуле ее процентное содержание чрезвычайно низкое (от трех до пяти процентов клетки), на ней лежит важнейшая функция — являться матрицей для синтеза белков, информируя об их структуре с молекул ДНК. Один белок кодируется одной специфичной ДНК, поэтому их числовое значение равное.

Рибосомная в основном состоит из цитоплазматических гранул — рибосом. Р-РНК синтезируются в ядре. На их долю приходится примерно восемьдесят процентов всей клетки. Этот вид обладает сложной структурой, образовывая петли на комплементарных частях, что ведет к молекулярной самоорганизации в сложное тело. Среди них имеются три типа у прокариот, и четыре — у эукариот.

Транспортная действует в роли «адаптера», выстраивая в соответствующем порядке аминокислоты полипептидной цепи. В среднем, она состоит из восьмидесяти нуклеотидов. В клетке их содержится, как правило, почти пятнадцать процентов. Она предназначена переносить аминокислоты туда, где белок синтезируется. В клетке насчитывается от двадцати до шестидесяти типов транспортной РНК. У них всех — сходная организация в пространстве. Они приобретают структуру, которую называют клеверным листом.

Разница между ДНК и РНК

ДНК: ДНК обозначает дезоксирибонуклеиновую кислоту.

РНК: РНК обозначает рибонуклеиновую кислоту.

ДНК: ДНК в основном находится в ядре и нуклеоиде.

РНК: РНК в основном находится в цитоплазме.

Сахары и Основы

ДНК: Дезоксирибоза — это сахар, где основаниями являются А, Т, С и G.

РНК: Рибоза — это сахар, где основаниями являются А, U, С и G.

ДНК: ДНК это длинный полимер.

РНК: РНК короче ДНК.

ДНК: A пары с T и C пары с G.

РНК: Пары с U и C пары с G.

Состав

ДНК: ДНК является двухцепочечной и имеет структуру с двойной спиралью.

РНК: РНК обычно однонитевая, иногда она образует вторичные и третичные структуры.

ДНК: ДНК предпочитает B-форму.

РНК: РНК предпочитает А-форму.

функция

ДНК: ДНК несет генетическую информацию, необходимую для развития, функционирования и размножения.

РНК: РНК в основном участвует в синтезе белка, иногда она регулирует экспрессию генов.

стабильность

ДНК: ДНК стабильна в щелочных условиях. Небольшой размер бороздок снижает действие ферментов ДНКазы.

РНК: РНК нестабильна в щелочных условиях по сравнению с ДНК. РНК имеет гораздо большие бороздки по сравнению с ДНК и более склонна к деградации с помощью РНКаз.

ДНК: ДНК более подвержена повреждению ультрафиолетом.

РНК: РНК менее подвержена повреждению ультрафиолетом.

Заключение

РНК содержит 2′-ОН-группу в своем пентозном сахаре, что делает РНК более реактивной, чем ДНК. Таким образом, ДНК сравнительно стабильна, чем РНК, благодаря стабильности пентозной группы. РНК также существует в виде одноцепочечной молекулы из-за 2′-группы. Таким образом, РНК предпочитает А-форму геометрии. ДНК, напротив, не хватает 2′-группы в своем пентозном кольце. Следовательно, ДНК обычно существует в виде двухцепочечной молекулы, которая предпочитает B-форму геометрии. Здесь A-форма создает более широкие бороздки, тогда как B-форма создает узкие бороздки в молекуле. Устойчивость к разрушающим ферментам зависит от размера канавки. Таким образом, ДНК более устойчива, чем РНК, к деградации ферментов. Поэтому основное различие между ДНК и РНК заключается в их составе пентозных колец.

Ссылка:1.

Особенности строения РНК

Нуклеотиды РНК состоят из сахара — рибозы, к которой в положении 1 ‘присоединено одно из азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. Фосфатная группа объединяет рибозы в цепочку, образуя связи с 3 ‘атомом углерода одной рибозы и в 5′ положении другой. Фосфатные группы при физиологическом рН отрицательно заряжены, поэтому РНК — полианионов. РНК транскрибируется как полимер четырех азотистых оснований: (аденина (A), гуанина (G), урацила (U) и цитозина (C)), но в «зрелой» РНК есть много модифицированных оснований и сахаров. Всего в РНК насчитывается около 100 различных видов модифицированных нуклеозидов, из которых 2’-О-метилрибоза частая модификация сахара, а псевдоуридин — наиболее распространенная модификация азотистых оснований РНК. В псевдоуридин (Ψ) связь между урацилом и рибозой НЕ C — N, а C — C, этот нуклеотид встречается в разных положениях в молекулах РНК. В частности, псевдоуридин важен для функционирования тРНК. Также заслуживает внимания модифицированная основа — гипоксантин, деаминований гуанин, нуклеозид которого носит название инозина. Инозин играет важную роль в обеспечении виродженности генетического кода. Роль многих других модификаций не до конца изучена, но в рибосомальной РНК многие пост-транскрипционных модификаций находятся в важных для функционирования рибосомы участках. Например, на одном из рибонуклеотидов, участвующих в образовании пептидной связи.

Азотистые основания в составе РНК могут образовывать водородные связи между цитозином и гуанин, аденином и урацилом, а также между гуанином и урацилом. Однако возможны и другие взаимодействия, например, несколько аденина могут образовывать петлю, или петля, состоящая из четырех нуклеотидов, в которой есть пара оснований аденин — гуанин.

Важная структурная особенность РНК, отличающая ее от ДНК — наличие гидроксильной группы в 2 ‘положении рибозы, которая позволяет молекуле РНК существовать в А, а не В-конформации, что чаще всего наблюдается в ДНК. В А-формы глубокая и узкая большая бороздка и неглубокая и широкая имела бороздка. Второе следствие наличии 2 ‘гидроксильной группы состоит в том, что конформационной пластичны, то есть не участвуют в образовании двойной спирали, участки молекулы РНК могут химически атаковать другие фосфатные связи и их расщеплять. «Рабочая» форма одноцепочечной молекулы РНК, как и у белков, часто обладает третичной структурой. Третичная структура образуется на основе элементов вторичной структуры, образуется с помощью водородных связей внутри одной молекулы. Различают несколько типов элементов вторичной структуры — стебель-петли, петли и псевдоузлы. В силу большого количества возможных вариантов спаривания азотистых оснований предсказания вторичной структуры РНК — гораздо более сложная задача, чем предсказания вторичной структуры белков, но в наше время есть эффективные программы, например, mfold.

Примером зависимости функций молекул РНК от их вторичной структуры являются участки внутренней посадки рибосомы (IRES). IRES — структура на 5 ‘конце информационной РНК, которая обеспечивает присоединение рибосомы в обход обычного механизма инициации синтеза белка, требует наличия особого модифицированного основания (кэпа) на 5’ конце и белковых факторов инициации. Сначала IRES были обнаружены в вирусных РНК, но сейчас накапливается все больше данных о том, что клеточные мРНК также используют IRES-зависимый механизм инициации в условиях стресса. Многие типы РНК, например, рРНК и мяРНК (малые ядерные РНК) в клетке функционируют в виде комплексов с белками, которые ассоциюють с молекулами РНК после их синтеза или (у эукариот) экспорта из ядра в цитоплазму. Такие РНК-белковые комплексы называются рибонуклеопротеиновимы комплексами или рибонуклеопротеидамы.

Роль в клетке

Конечно, одна, даже большая двойная спираль не способна вместить в себя весь объем информации, необходимый для такого сложного проекта, как человеческое тело. Возможно, поэтому эти цепочки объединены в пары, что делает их похожими на букву «Х». Хромосомы, в свою очередь, тоже парные, и их у человека 46 пар.

Помимо того, что хромосома содержит в себе подробную инструкцию по функционированию клетки, она же путем активации актуальных моменту генов провоцирует клетку вырабатывать определенные белки с самыми различными свойствами. Например, в борьбе с опухолями активно участвует ген старости, который старит ее недоброкачественные клетки и не дает им бесконечно делиться.

Что такое геном, повреждения ДНК, болезни и старение ?

Что такое геном ?

Полный наследственный набор ваших ДНК называется вашим геномом. Он содержит 3 миллиарда основ, 20000 генов и 23 пары хромосом!      

Половину ДНК вы наследуете от отца, а половину – от матери. Эти ДНК поступают в соответствии со спермы и яйцеклетки.     

Гены на самом деле составляют очень малую часть вашего генома – лишь 1 процент. Остальные 99 процентов помогают регулировать такие вещи, как и в каком количестве производятся белки.   

Повреждение ДНК и мутации

ДНК-код склонен к повреждению. На самом деле, по оценкам, ежедневно в каждой из наших клеток происходят десятки тысяч повреждений ДНК. Повреждение может произойти через такие вещи, как ошибки в репликации ДНК, свободные радикалы и влияние УФ-излучения.              

Но не бойтесь! Ваши клетки имеют специализированные белки, которые способны обнаруживать и восстанавливать много случаев повреждения ДНК. На самом деле существует не менее пяти основных путей восстановления ДНК.      

Мутации – это изменения в последовательности ДНК. Они иногда могут быть плохими. Это объясняется тем, что изменение кода ДНК может повлиять на дальнейшее способ выработки белка. Если белок не работает должным образом, может возникнуть заболевание.   

Мутации также могут привести к развитию рака. Например, если гены, кодирующие белки, участвующие в клеточном росте, мутируют, клетки могут расти и делиться вне контроля. Некоторые мутации, вызывающие рак, могут быть унаследованы, а другие могут быть получены путем воздействия канцерогенов, таких как УФ-излучение, химические вещества или сигаретный дым.    

Но не все мутации плохие. Некоторые безвредны, а другие способствуют росту человеческого разнообразия как вида. 

ДНК и старение

Считается, что непоправимое повреждение ДНК может накапливаться с возрастом, вызывая процесс старения. Какие факторы могут влиять на это? 

То, что может сыграть большую роль в повреждении ДНК, связанном со старением, – это повреждение через свободные радикалы. Однако этого механизма повреждения может быть недостаточно, чтобы объяснить процесс старения. Также может быть задействовано несколько факторов.    

Одна из причин того, почему повреждения ДНК накапливается с возрастом, основывается на эволюции. Повреждение ДНК восстанавливаются лучше, когда мы в репродуктивном возрасте и имеем детей. После того, как мы прошли наши пиковые репродуктивные годы, процесс ремонта закономерно снижается.     

Другая часть ДНК, которая может иметь отношение к старению – это теломеры. Теломеры – это участки повторяющихся последовательностей ДНК, находящихся на концах ваших хромосом. Они помогают защитить ДНК от повреждения, но также укорачиваются с каждым раундом репликации ДНК.     

Укорочение теломер было связано с процессом старения. Также было установлено, что некоторые факторы жизни, такие как ожирение, влияние сигаретного дыма и психологический стресс, могут сожействовать укорочению теломер.     

Возможно, выбор здорового образа жизни, как и поддержка здорового веса, управления стрессом и отказ от курения, может замедлить сокращение теломер? Этот вопрос продолжает интересовать исследователей.           

Где находится ДНК?

Ответ на этот вопрос может зависеть от типа организма, о котором вы говорите. Существует два типа клеток – эукарио- и прокариотические. 

У людей есть ДНК в каждой из наших клеток.  

Эукариотические клетки

У людей и многих других организмов есть эукариотические клетки. Это означает, что их клетки имеют ядро, связанное с мембраной, и несколько других структур, связанных с мембраной, которые называются органеллами.  

В эукариотической клетке ДНК находится в пределах ядра. Небольшое количество ДНК также находится в органеллах, называемых митохондриями, которые являются энергетическими центрами клетки. 

Поскольку в ядре есть ограниченное пространство, ДНК должна быть плотно упакована. Существует несколько различных стадий упаковки, однако конечными продуктами являются структуры, которые мы называем хромосомами. 

Прокариотические клетки

Организмы, такие как бактерии, существуют с клетками прокариотичесими. Эти клетки не имеют ядра или органелл. В прокариотических клетках ДНК оказывается плотно свернутой внутри клетки.  

Что происходит, когда ваши клетки делятся?

Клетки вашего тела делятся – это часть нормального процесса роста и развития. Когда это происходит, каждая новая клетка должна иметь полную копию ДНК. 

Для достижения этого ваша ДНК должна пройти процесс, который называется репликацией. Когда это происходит, две цепи ДНК распадаются. Затем специализированные клеточные белки используют каждую цепочку как шаблон для создания новой цепи ДНК.  

Когда репликация завершена, есть две двухзвенные молекулы ДНК. После завершения разделения один набор перейдет к каждой новой ячейки. 

ПРИГОДНОСТЬ ПЦР ТЕСТА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ КОРОНАВИРУСА

RT-PCR признан золотым стандартом тестирования на коронавирус, что уже в корне неверно. По сути, «золотой стандарт» означает наиболее точный из всех доступных методов, но у теста, специально разработанного для обнаружения вируса SARS-CoV-2, имеется множество недостатков и несоответствий. Нельзя считать дефектный тест золотым стандартом. Остановка на всех этих тонких нюансах ПЦР теста была бы слишком долгой и была бы ограничена здесь основными важными факторами в контексте тестирования на коронавирус.

Следует понимать, что, несмотря на то, что официально было заявлено: «коронавирус был обнаружен», ни один ПЦР не способен ОБНАРУЖИТЬ вирус (тем более вирусное заболевание) как таковой. В ходе ПЦР БЫЛ ОБНАРУЖЕН и ВОСПРОИЗВЕДЕН только генетический материал вируса, но не сам вирус!

Тем не менее, вирус обнаруживается с помощью ряда взаимно поддерживающих методов. После амплификации образца вируса человека (ПЦР) полученный продукт ДНК также должен быть протестирован (например, с помощью блоттинга, секвенирования и т. д.) и продемонстрирован на активность, то есть инфекционность и / или вирулентность (например, культура клеток, клинические симптомы и т. Д.) .). Тогда мы могли в какой-то мере говорить об обнаружении, заражении и болезни.

Инфекционность – способность вируса распространяться среди хозяев (= заражать других).

Вирулентность – способность вируса заразить или повредить хозяина (= заболеть самому).

ОШИБКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЦР ТЕСТА

Давайте еще раз посмотрим на официальную формулировку:

Обнаружение вирусной РНК используется как в Эстонии, так и во всем мире для первичной диагностики COVID-19 и выявления инфекций. В тесте есть возможность определить наличие вируса, что позволяет сразу же ввести карантин.

Однако CDC прямо заявляет в своих рекомендациях, что

Обнаружение вирусной РНК может не указывать на наличие инфекционного вируса или на то, что 2019-nCoV является причиной клинических симптомов.

Поскольку сам по себе ПЦР тест не позволяет различить, обнаружен ли вирус целиком или его фрагменты, этот тест НЕ МОЖЕТ использоваться как ЕДИНСТВЕННЫЙ метод диагностики инфекционных вирусов и заключения о наличии вирусной инфекции. К сожалению, нынешняя практика тестирования на ковид показывает обратное, и людей изолируют необоснованно.

Ещё официальная формулировка гласит, что:

Еще одно преимущество этого метода – надежный результат: тест очень чувствителен (определяет даже небольшое количество вируса) и специфичен.

Однако из-за чувствительности ПЦР надежность стала одной из основных проблем при тестировании на коронавирус. Вопреки эпидемиологической практике, только один положительный результат ПЦР рассматривается органами здравоохранения как подтверждение инфекции. Однако это предположение основано на МНЕНИИ, что положительные результаты этих тестов очень надежны. Однако свидетельства внешней оценки качества и реальных данных показывают достаточно высокий уровень ложноположительных результатов и, следовательно, очень ненадежны во многих случаях.

ПЦР циклически воспроизводит вирусный генетический материал. Как уже говорилось выше, это экспоненциальный рост. Чем меньше количество циклов размножения, тем выше вирусная нагрузка, т.е. тем больше вирусного генетического материала присутствует в тестируемом образце. Однако чем выше вирусная нагрузка, тем выше вероятность заражения вирусом и его вирулентность. И наоборот, чем больше количество циклов, тем ниже вирусная нагрузка и тем меньше вероятность заражения вирусом и его вирулентность.

Для исследования инфекционных заболеваний при помощи ПЦР оптимальное количество циклов репликации составляет около 20-30 циклов. 30-35 циклов – это так называемая серая зона, где положительный результат уже спорен. После 35 циклов это обычно неинфекционный и невирулентный вирусный материал, так называемый мертвый вирус. И при количестве циклов 40+ метод уже считается ненадежным из-за значительного увеличения доли ложноположительных результатов из-за мутаций, перекрестного загрязнения, неспецифического связывания и т.д.

Многие исследования показывают, что более 32 циклов ПЦР не имеют клинической значимости и что используемые ПЦР тесты на коронавирус в 100-1000 раз более чувствительны, чем следовало бы.

Под давлением научного сообщества ситуация, наконец, была освещена ВОЗ и CDC в их последних рекомендациях по тестированию на коронавирус. Однако количество циклов в протоколах ПЦР на коронавирус, используемых в большинстве стран (включая Эстонию), все еще находится в диапазоне 38-45. Таким образом, одно из преимуществ ПЦР тестов – чувствительность – стало скорее недостатком тестирования на коронавирус.

РНК (рибонуклеиновая кислота)

РНК (рибонуклеиновая кислота), так же как и ДНК, относится к нуклеиновым кислотам. Молекулы-полимеры РНК намного меньше, чем у ДНК. Однако в зависимости от типа РНК количество входящих в них нуклеотидов-мономеров различается.

В состав нуклеотида РНК в качестве сахара входит рибоза, в качестве азотистого основания — аденит, гуанин, урацил, цитозин.

Урацил по строению и химическим свойствам близок к тимину, который обычен для ДНК. В зрелых молекулах РНК многие азотистые основания модифицированы, поэтому в реальности разновидностей азотистых оснований в составе РНК намного больше.

Рибоза в отличие от дезоксирибозы имеет дополнительную -ОН-группу (гидроксильную). Это обстоятельство позволяет РНК легче вступать в химические реакции.

Главной функцией РНК в клетках живых организмов можно назвать реализацию генетической информации.

Именно благодаря разным типам рибонуклеиновой кислоты генетический код считывается (транскрибируется) с ДНК, после чего на его основе синтезируются полипептиды (происходит трансляция). Итак, если ДНК в основном отвечает за хранение и передачу из поколения в поколение генетической информации (основной процесс – репликация), то РНК реализует эту информацию (процессы транскрипции и трансляции).

При этом транскрипция происходит на ДНК, так что этот процесс относится к обоим типам нуклеиновых кислот и тогда с этой точки зрения можно сказать, что и ДНК отвечает за реализацию генетической информации.

При более подробном рассмотрении функции РНК намного разнообразнее. Ряд молекул РНК выполняют структурную, каталитическую и другие функции.

Существует так называемая гипотеза РНК-мира, согласно которой вначале в живой природе в качестве носителя генетической информации выступали только молекулы РНК, при этом другие молекулы РНК катализировали различные реакции.

Данная гипотеза подтверждена рядом опытов, показывающих возможную эволюцию РНК. На это указывает и то, что ряд вирусов в качестве нуклеиновой кислоты, хранящей генетическую информацию, имеют молекулу РНК.

Согласно гипотезе РНК-мира ДНК появилась позже в процессе естественного отбора как более устойчивая молекула, что важно для хранения генетической информации. Выделяют три основных типа РНК (кроме них есть и другие): матричная (она же информационная), рибосомальная и транспортная

Выделяют три основных типа РНК (кроме них есть и другие): матричная (она же информационная), рибосомальная и транспортная.

Обозначаются они соответственно иРНК (или мРНК), рРНК, тРНК.